CN111413424A - 阿兹海默病标志物及应用 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种阿兹海默病标志物及应用，该标志物包括柠檬酸、2‑呋喃甲酸、反式乙炔酸、肌苷、柠康酸、5‑羟基吲哚‑3‑乙酸、(2E)‑N‑(4‑乙酰氨基丁基)‑3‑(4‑羟基‑3‑甲氧基苯基)丙‑2‑酰胺、D‑α‑羟基戊二酸、(3β，9ξ)‑3,14‑二羟基卡他‑5,20(22)‑二烯内酯、异丁烯酸、1‑(3,4‑二甲氧基苯基)乙‑1‑一肟、硬脂酸和12,13‑二羟基‑9Z‑十八烯酸，本发明提出的阿兹海默病标志物具有准确性高，灵敏度高的特点，有些阿兹海默病标志物的预测线下预测面积AUC达到了0.94以上，可以直接用阿兹海默病的指标。

Description

阿兹海默病标志物及应用

技术领域

本发明属于生物医学技术领域，具体地说，涉及一种阿兹海默病标志物及应用。

背景技术

随着我国及世界人口老龄化进程加剧，阿兹海默病(Alzheimer disease，AD)患者呈逐年增加的趋势，目前我国AD患者达到了1000万，到2050年世界AD患者将达到1.5亿，AD患者给家庭和社会带来了巨大的负担。目前针对AD患者晚期并没有好的治疗手段，尽管有大量针对AD患者治疗的药物及临床研究，但绝大部分失败。到目前为止，除了能缓解AD患者症状极少数药物外，并没有能逆转AD进程的特效药物。相反，与晚期AD患者相反，早期AD患者通过抗衰老治疗，生活习惯改善等可以有效延缓甚至阻止AD患者的恶性发展。因此AD患者早发现早预防早治疗，防止疾病进展，是目前针对AD患者诊疗的主要原则之一。但由于AD发病是一个长期积累的过程，早期AD患者往往并不表现出明显的临床症状，而到了症状较明显时，往往已到了不可挽回的地步。因此发现早期AD的诊断标志物具有良好的临床意义及应用价值。

临床上用于诊断AD的手段主要依靠问卷调查量表并结合超声影像进行确诊。超声诊断的灵敏度较低，而且往往只是在AD患者的进展晚期，大脑出现显著病变才有超声信号。而问卷调查受到人为因素较多，误诊率和漏诊率较大，因此急需开发新的AD早期诊断标志物。

发明内容

有鉴于此，本发明针对上述的问题，提供了一种阿兹海默病标志物及应用。

为了解决上述技术问题，本发明公开了一种阿兹海默病标志物，包括柠檬酸、2-呋喃甲酸、反式乙炔酸、肌苷、柠康酸、5-羟基吲哚-3-乙酸、(2E)-N-(4-乙酰氨基丁基)-3-(4-羟基-3-甲氧基苯基)丙-2-酰胺、D-α-羟基戊二酸、(3β，9ξ)-3,14-二羟基卡他-5,20(22)-二烯内酯、异丁烯酸、1-(3,4-二甲氧基苯基)乙-1-一肟、硬脂酸和12,13-二羟基-9Z-十八烯酸中的一种或几种。

本发明还公开了一种上述的阿兹海默病标志物在制备阿兹海默病诊断产品中的应用，所述诊断产品包含检测所述一种或多种标志物的试剂，所述试剂通过检测受试者体内的一种或多种标志物的浓度来判断受试者是否患有阿兹海默病。

可选地，具体是检测受试者血液中的一种或多种标志物的浓度。

可选地，所述标志物柠檬酸，2-呋喃甲酸，反式乙炔酸，肌苷，柠康酸，5-羟基吲哚-3-乙酸，2E)-N-(4-乙酰氨基丁基)-3-(4-羟基-3-甲氧基苯基)丙-2-酰胺，D-α-羟基戊二酸，(3β，9ξ)-3,14-二羟基卡他-5,20(22)-二烯内酯，异丁烯酸，1-(3,4-二甲氧基苯基)乙-1-一肟在阿兹海默病人中的浓度比非阿兹海默病人的浓度显著增高。

可选地，所述标志物硬脂酸和12,13-二羟基-9Z-十八烯酸在阿兹海默病中的浓度比非阿兹海默病的浓度显著降低。

本发明还公开了一种阿兹海默病诊断组合物，包括上述的阿兹海默病诊断标志物中的一种或几种。

与现有技术相比，本发明可以获得包括以下技术效果：

1)本发明提出的阿兹海默病标志物具有准确性高，灵敏度高的特点，很多标志物，如柠檬酸，反式乙炔酸等其预测线下预测面积AUC达到了0.94以上，提示其准确性与敏感度均较高，可以直接用阿兹海默病的指标。

2)本发明除了能区分正常人群和AD病人外，还能区分其它与AD类似的神经退行性疾病(主要为帕金森病PD)。

当然，实施本发明的任一产品并不一定需要同时达到以上所述的所有技术效果。

附图说明

此处所说明的附图用来提供对本发明的进一步理解，构成本发明的一部分，本发明的示意性实施例及其说明用于解释本发明，并不构成对本发明的不当限定。在附图中：

图1是本发明阿兹海默病标志物柠檬酸预测阿兹海默病的ROC曲线图及对应的分子式；其中，A为柠檬酸的ROC曲线图，B为柠檬酸的分子式；

图2是本发明阿兹海默病标志物2-呋喃甲酸预测阿兹海默病的ROC曲线图及对应的分子式；其中，A为2-呋喃甲酸的ROC曲线图，B为2-呋喃甲酸的分子式；

图3是本发明阿兹海默病标志物反式乙炔酸预测阿兹海默病的ROC曲线图及对应的分子式；其中，A为反式乙炔酸的ROC曲线图，B为反式乙炔酸的分子式；

图4是本发明阿兹海默病标志物肌苷预测阿兹海默病的ROC曲线图及对应的分子式；其中，A为肌苷的ROC曲线图，B为肌苷的分子式；

图5是本发明阿兹海默病标志物柠康酸预测阿兹海默病的ROC曲线图及对应的分子式；其中，A为柠康酸的ROC曲线图，B为柠康酸的分子式；

图6是本发明阿兹海默病标志物5-羟基吲哚-3-乙酸预测阿兹海默病的ROC曲线图及对应的分子式；其中，A为5-羟基吲哚-3-乙酸的ROC曲线图，B为5-羟基吲哚-3-乙酸的分子式；

图7是本发明阿兹海默病标志物(2E)-N-(4-乙酰氨基丁基)-3-(4-羟基-3-甲氧基苯基)丙-2-酰胺预测阿兹海默病的ROC曲线图及对应的分子式；其中，A为(2E)-N-(4-乙酰氨基丁基)-3-(4-羟基-3-甲氧基苯基)丙-2-酰胺的ROC曲线图，B为(2E)-N-(4-乙酰氨基丁基)-3-(4-羟基-3-甲氧基苯基)丙-2-酰胺的分子式；

图8是本发明阿兹海默病标志物D-α-羟基戊二酸预测阿兹海默病的ROC曲线图及对应的分子式；其中，A为D-α-羟基戊二酸的ROC曲线图，B为D-α-羟基戊二酸的分子式；

图9是本发明阿兹海默病标志物(3β，9ξ)-3,14-二羟基卡他-5,20(22)-二烯内酯预测阿兹海默病的ROC曲线图及对应的分子式；其中，A为(3β，9ξ)-3,14-二羟基卡他-5,20(22)-二烯内酯的ROC曲线图，B为(3β，9ξ)-3,14-二羟基卡他-5,20(22)-二烯内酯的分子式；

图10是本发明阿兹海默病标志物异丁烯酸预测阿兹海默病的ROC曲线图及对应的分子式；其中，A为异丁烯酸的ROC曲线图，B为异丁烯酸的分子式；

图11是本发明阿兹海默病标志物1-(3,4-二甲氧基苯基)乙-1-一肟预测阿兹海默病的ROC曲线图及对应的分子式；其中，A为1-(3,4-二甲氧基苯基)乙-1-一肟的ROC曲线图，B为1-(3,4-二甲氧基苯基)乙-1-一肟的分子式；

图12是本发明阿兹海默病标志物硬脂酸预测阿兹海默病的ROC曲线图及对应的分子式；其中，A为硬脂酸的ROC曲线图，B为硬脂酸的分子式；

图13是本发明阿兹海默病标志物12,13-二羟基-9Z-十八烯酸预测阿兹海默病的ROC曲线图及对应的分子式；其中，A为12,13-二羟基-9Z-十八烯酸的ROC曲线图，B为12,13-二羟基-9Z-十八烯酸的分子式。

具体实施方式

以下将配合实施例来详细说明本发明的实施方式，藉此对本发明如何应用技术手段来解决技术问题并达成技术功效的实现过程能充分理解并据以实施。

实施例1阿兹海默病诊断标志物

一种阿兹海默病诊断标志物，可以单独或两种或两种以上的组合来评估受试者是否患有阿兹海默病，包括柠檬酸(Citric acid)，2-呋喃甲酸(2-Furoic acid)，反式乙炔酸(trans-Aconitic acid)，肌苷(Inosine)，柠康酸(Citraconic acid)，5-羟基吲哚-3-乙酸(5-Hydroxyindole-3-acetic acid)，(2E)-N-(4-乙酰氨基丁基)-3-(4-羟基-3-甲氧基苯基)丙-2-酰胺((2E)-N-(4-acetamidobutyl)-3-(4-hydroxy-3-methoxyphenyl)prop-2-enamide)，D-α-羟基戊二酸(D-α-Hydroxyglutaric acid)，(3β，9ξ)-3,14-二羟基卡他-5,20(22)-二烯内酯((3β,9ξ)-3,14-Dihydroxycarda-5,20(22)-dienolide)，异丁烯酸(Isothreonic acid)，1-(3,4-二甲氧基苯基)乙-1-一肟(1-(3,4-dimethoxyphenyl)ethan-1-one oxime)，硬脂酸(Stearic acid)，12,13-二羟基-9Z-十八烯酸(12(13)-DiHOME)，其对应的smile格式结构如表1所示。

表1各标志物的分子式Smile结构

上述13种阿兹海默病标志物中，与非阿兹海默病人相比，在阿兹海默病人中显著增加的是：柠檬酸(Citric acid)，2-呋喃甲酸(2-Furoic acid)，反式乙炔酸(trans-Aconitic acid)，肌苷(Inosine)，柠康酸(Citraconic acid)，5-羟基吲哚-3-乙酸(5-Hydroxyindole-3-acetic acid)，2E)-N-(4-乙酰氨基丁基)-3-(4-羟基-3-甲氧基苯基)丙-2-酰胺((2E)-N-(4-acetamidobutyl)-3-(4-hydroxy-3-methoxyphenyl)prop-2-enamide)，D-α-羟基戊二酸(D-α-Hydroxyglutaric acid)，(3β，9ξ)-3,14-二羟基卡他-5,20(22)-二烯内酯((3β,9ξ)-3,14-Dihydroxycarda-5,20(22)-dienolide)，异丁烯酸(Isothreonic acid)，1-(3,4-二甲氧基苯基)乙-1-一肟(1-(3,4-dimethoxyphenyl)ethan-1-one oxime)共11种。

上述13种阿兹海默病标志物中，与非阿兹海默病人相比，在阿兹海默人中显著降低的是：硬脂酸(Stearic acid)，12,13-二羟基-9Z-十八烯酸核糖共2种。

通过对我国健康人群血液样本121个，阿兹海默病人血液样本14个，及帕金森病人血液样本18个的前瞻性研究，各标志物在阿兹海默病的变化及对应的预测线下面积AUC如表1所示，上述13种标志物在进行阿兹海默病人预测的ROC曲线如图1A、图2A、图3A-图13A。上述13种血液阿兹海默病诊断标志物的分子结构为图1B、图2B、图3B-图13B，其中，AUC表征的是标志物的预测能力，AUC＝1表示准确性和敏感度都是100％。本发明对应的13个标志物其区分正常人群的AUC都达到了0.85以上，有些标志物如Citric acid和Citraconic acid,其线下面积达到了0.9以上，表明这些标志物在预测阿兹海默病中具有较高的准确性与敏感度。

此外，这些标志物除了能区分正常人群与AD病人外，还能区分其它与AD类似的神经退行性疾病(主要为帕金森病PD)(表2)，如柠檬酸，反式乙炔酸，其区分帕金森病的线下面积达到0.85以上，表明这些标志物能较准确的区分AD类似的神经退行性疾病(主要为帕金森病PD)。

表2各标志物在阿兹海默病人中的变化及对应的预测线下面积AUC

实施例2以柠康酸(Citraconic acid)为单标志物进行阿兹海默病的诊断：

具体实施方法如下：

1、获取受试者样品，并进行前处理：依据规范、合理的操作流程采集受试者血液样品后，取100μL受试者的血液加入350μL甲醇中，进行涡旋混匀，高速离心，取上清液，进行浓缩干燥，加入100μL乙腈进行复溶，经过滤塞，可直接进行液相色谱-四极杆-飞行时间质谱技术进行测试。

2、数据处理：UHPLC-QTOFMS测试后，收集UHPLC-QTOFMS数据进行分析。数据处理使用XCMS程序，参数设置参照软件说明。XCMS程序处理后，获得所有代谢物的荷质比、保留时间、峰面积和二级质谱指标。

3、柠康酸的浓度确定：根据荷质比和质谱二级片段通过比对二级质谱数据库来确定。柠康酸在血液中的浓度通过其峰面积和标准品的峰面积的比值来确定，其中代谢物浓度测定是在上海百趣生物医学科技有限公司完成。

4、阿兹海默病的诊断：将上述测得的受试者血液中的柠康酸浓度和非阿兹海默病病人数据作比较。如果数值超过非阿兹海默病病人的阈值，那么该受试者具有较高的患阿兹海默病的可能，其中柠康酸在非阿兹海默病病人中的血清浓度小于800nmol/L，结果显示其特征曲线线下面积为0.938，表明该标志物能准确预测阿兹海默病。结果显示区分阿兹海默病与帕金森病两种神经退行性疾病的特征曲线线下面积为0.878，表明该标志物除了能准确预测阿兹海默病外，还能更细致的区分阿兹海默病与帕金森病。

测得的受试者血液中柠康酸的浓度为2160nmol/L，该值高于一般人群的阈值(800nmol/L)，表明该个体具有具有较高的患阿兹海默病的可能。

实施例3肌苷(Inosine)为单标志物进行阿兹海默病诊断：

受试者肌苷浓度的确定同实施例2中的1-3步。将上述测得的受试者血液中的肌苷浓度和非阿兹海默病病人的阈值作比较。如果数值超过非阿兹海默病病人的阈值，那么该受试者具有较高的患阿兹海默病的发病可能。结果显示其特征曲线线下面积为0.9303，表明该标志物能准确预测阿兹海默病。测得的受试者的血液中肌苷的浓度为2.15umol/L，该值高于一般人群的阈值(0.9umol/L)，表明该个体具有具有较高的患阿兹海默病的可能。

实施例4

如以柠康酸和肌苷两种代谢物联合进行诊断，以某一样本为例，该样本中柠康酸的浓度为2375nmol/L(大于正常阈值800nmol/L),肌苷的浓度为2.71umol/L(大于正常阈值0.9umol/L)，通过查表2可知上述两种代谢物在AD病人中都升高。以上两种代谢物联合数据说明该受试者极大可能患有阿兹海默病。

上述说明示出并描述了发明的若干优选实施例，但如前所述，应当理解发明并非局限于本文所披露的形式，不应看作是对其他实施例的排除，而可用于各种其他组合、修改和环境，并能够在本文所述发明构想范围内，通过上述教导或相关领域的技术或知识进行改动。而本领域人员所进行的改动和变化不脱离发明的精神和范围，则都应在发明所附权利要求的保护范围内。

Claims (6)

1.阿兹海默病标志物，其特征在于，包括柠檬酸、2-呋喃甲酸、反式乙炔酸、肌苷、柠康酸、5-羟基吲哚-3-乙酸、(2E)-N-(4-乙酰氨基丁基)-3-(4-羟基-3-甲氧基苯基)丙-2-酰胺、D-α-羟基戊二酸、(3β，9ξ)-3,14-二羟基卡他-5,20(22)-二烯内酯、异丁烯酸、1-(3,4-二甲氧基苯基)乙-1-一肟、硬脂酸和12,13-二羟基-9Z-十八烯酸中的一种或几种。

2.权利要求1所述的阿兹海默病标志物在制备阿兹海默病诊断产品中的应用，其特征在于，所述诊断产品包含检测所述一种或多种标志物的试剂，所述试剂通过检测受试者体内的一种或多种标志物的浓度来判断受试者是否患有阿兹海默病。

3.根据权利要求2所述的应用，其特征在于，具体是检测受试者血液中的一种或多种标志物的浓度。

4.根据权利要求2所述的应用，其特征在于，所述标志物柠檬酸，2-呋喃甲酸，反式乙炔酸，肌苷，柠康酸，5-羟基吲哚-3-乙酸，2E)-N-(4-乙酰氨基丁基)-3-(4-羟基-3-甲氧基苯基)丙-2-酰胺，D-α-羟基戊二酸，(3β，9ξ)-3,14-二羟基卡他-5,20(22)-二烯内酯，异丁烯酸，1-(3,4-二甲氧基苯基)乙-1-一肟在阿兹海默病人中的浓度比非阿兹海默病人的浓度显著增高。

5.根据权利要求2所述的应用，其特征在于，所述标志物硬脂酸和12,13-二羟基-9Z-十八烯酸在阿兹海默病中的浓度比非阿兹海默病的浓度显著降低。

6.一种阿兹海默病诊断组合物，其特征在于，包括权利要求1所述的阿兹海默病诊断标志物中的一种或几种。

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